第21讲 微机控制电子点火系的工作原理

发动机控制电脑（ECU）
发动机控制电脑（ECU）是发动机喷油系统和点火系统的控制 中枢，作用是接受各种传感器输入的发动机信号，并按照特定的 程序进行判断、运算后，给喷油系统和点火系统输出最佳控制信 号。 ECU的基本结构如图3-14所示。
在发动机工作中， ECU根据各传感器输入的发动机信息，经过 处理，再从存储器ROM中选择出最佳点火提前角,然后根据曲轴转 角传感器输入的G1、 G2信号与Nе信号，判断出发动机曲轴（活塞） 到达规定的位置时，适时地输出点火控制信号IGt,至点火器，控制 点火。
4.其次是做负荷（节气门开度）与最佳点火提前角的特性。先 固定在某一转速下，调节节气门开度，基在每一节气门开度下 都增加点火提前角，直到测得最大功率为止，记录下数据。在 另一转速同样可得到另一组数据。重复多次又可得到一个数据 表。
将各个转速、各种负荷下的最佳点火提前角曲线合并就 得到下图所示的图谱。将此图谱储存到发动机控制电脑内，电 脑根据各有关传感器传来的信号到数据表中查到最佳 点火提 前角，发出指令给点火执行元件，适时对发动机进行点火。
各车型使用的传感器类型、数量、结构及安装位置不同， 但其作用基本相同。传感器主要有以下几种：
发动机点火提前角图谱
曲轴位置和转角传感器：检测发动机曲轴位置和转速信号； 凸轮轴位置传感器：检测1缸TDC信号; 空气流量计（或绝对压力传感器）：检测进气量信号； 冷却液温度传感器：检测冷却液温度信号； 氧传感器：检测空燃比大小（混合气浓稀）信号； 节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号； 车速传感器：检测车速信号； 档位开关：检测变速器所处档位； 点火开关：检测点火状态还是起动状态信号； 空调开关：检测空调是开或是关信号； 蓄电池：检测电池电压信号； 进气温度传感器：检测进气温度信号； 爆燃传感器：检测爆燃信号。
各种发动机的点火器结构和电路各有不同，有的点火器除接 通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸 判别、点火监视等功能，也有的发动机不设点火器，点火器控制 电路直接设在控制器内部。
下图是丰田的ESA系统点火器电路框图,该点火器的功能有：
（1）根据ECU输入的IGt信号，使大功率三极管（VT） 适时 导通和截止。
（2）闭合角控制及恒流控制，作用与普通电子点火系中 的功 能相同。
（3）点火监视。
（4）加速感知。
（5）锁止保护。
3. 建立发动机点火状态下的数学模型进行优化控制，从而求 出最佳点火提前角。国内外多采用实验的方法，通过最佳下 的试验数据来建立此模型。首先做转速与最佳点火提前角的 特性。试验时保持节气门全开，在每一转速下，将点火提前 角逐渐增加，直到得到最大功率为止，此时对应的点火提前 角为该转速下的最佳 点火提前角。用同样的方法测出在各 个转速下的最佳点火提前角，即得到一个不同转速下的最佳 点火时间数据表。
发动机控制电脑ECU的基本组成
2.气缸辨别信号IGdA和IGdB
为了实现依次对各缸点火，只有一个点火控制信号IGt还不 行，ECU还向点火器输出气缸辨别信号IGdA和IGdB，以辨认出 需要点火的气缸。ECU根据G1、G2信号和Nе信号的关系，经计 算和分频电路，输出气缸辨别信号IGdA和IGdB，点火器则能根 据点火控制信号IGt、气缸辨别信号IGdA和IGdB准确地确定需要 点火的气缸。
无分电器点火系统的组成如图3-15所示，电路原理框图如图 3-16所示气缸辨别信号的时序波形如图3-17所示，气缸的时序 判别如表3-1所示。
IGdA、IGdB信号状态表
点火气缸 一、六缸 五、二缸 三、四缸
IGdA 0 0 1
IGdB 1 0 0
无分电器点火系统组成
点火器
点火器是微机控制的执行器之一，它的作用是根据ECU的指 令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的通 断，完成点火工作。图3-18为点火器功能的方框图。
第三节 微机控制电子点火系统的工作原理
一、概述பைடு நூலகம்
1. 微机控制电子点火系统的控制主要包括点火提前角控制、通 电时间控制和爆燃控制三个方面。最重要的是对点火提前角 的控制，通常把发动机发出功率最大和油耗最少的点火提前 角称为最佳点火提前角。
2. 影响最佳点火提前角的因素有发动机转速、负荷、起动及怠 速还有冷却液温度、汽油的辛烷值、压缩比等。
1.点火时刻（点火提前角）控制信号IGt
由图3-9所示曲轴位置传感器产生的G1、 G2信号和Nе信号关系 可知，当ECU接受到一个G2信号时， ECU可以辨别出第一缸活塞 到达上止点的时刻，由第一缸上止点对应的第一个Nе信号开始记 录曲轴位置，根据Nе信号脉冲数ECU便可知道某时刻的曲轴准确 位置（为使测得的曲轴位置更加精确， ECU通常把一个脉冲信号 等分为若干个脉冲信号，称为分频。），适时地向点火器发出一 个点火控制脉冲信号，这个信号通常称作IGt信号。